CN110557210B - 发送用于v2x通信的信道分配信息的方法、通信单元及介质 - Google Patents

发送用于v2x通信的信道分配信息的方法、通信单元及介质 Download PDF

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Abstract

用于自适应多信道V2X通信的方法和装置。一种由通信单元发送用于车辆联万物V2X无线通信的信道分配信息的方法。该方法包括：确定用于V2X通信的第一信道；确定包括与第一信道中的信号干扰有关的第一状态信息的状态信息；确定该状态信息是否满足至少一个标准；以及基于确定状态信息满足至少一个标准：确定通过其发送信道重新分配信息的第二信道；确定与第一信道的第一频率范围和第二信道的第二频率范围不同的并通过其重新分配第一信道的V2X通信的第三频率范围；以及通过第二信道向至少一个车辆发送与用于V2X通信的信道分配从第一信道改变到第三频率范围有关的信道重新分配信息。

Description

发送用于V2X通信的信道分配信息的方法、通信单元及介质
技术领域
本公开涉及无线通信，更具体地涉及车辆无线通信。
背景技术
车辆联万物(V2X)通信提供车辆和车辆环境中的外部设备(例如其他车辆、网络基础设施设备和行人)之间的无线信息交换。V2X通信系统通常被设计用于改进道路安全性，增强道路交通的有效流动，并且向车辆环境中的车辆和其他实体提供各种类型的信息服务。
发明内容
通常，本公开中描述的主题可以实施在用于车辆通信的方法、装置和系统中。
根据本申请中描述的主题的一个方面，公开了一种用于由通信单元在无线通信中发送用于车辆联万物(V2X)通信的信道分配信息的方法。该方法包括：确定多个信道中的用于V2X通信的第一信道，该第一信道由第一频率范围定义；确定包括与第一信道中的信号干扰有关的第一状态信息的状态信息；确定该状态信息是否满足至少一个标准；以及基于该状态信息满足至少一个标准的确定：确定多个信道中的通过其发送信道重新分配信息的第二信道，该第二信道由第二频率范围定义；确定与第一频率范围和第二频率范围不同的并向其重新分配第一信道的V2X通信的第三频率范围；并且由通信单元通过第二信道向至少一个车辆发送与用于V2X通信的信道分配从第一信道改变到第三频率范围有关的信道重新分配信息。
该方面的其他实施方式包括相应计算机系统、装置和记录在一个或多个计算机存储设备上的计算机程序，每个计算机程序被配置为使至少一个可操作地连接的处理器执行该方法的动作。
实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。例如，确定与第一频率范围和第二频率范围不同的并向其重新分配第一信道的V2X通信的第三频率范围可以包括：确定多个信道中的定义了向其重新分配第一信道的V2X通信的第三频率范围的第三信道，其中，第三频率范围与第一信道的第一频率范围不相交。
在一些实施方式中，确定与第一频率范围和第二频率范围不同的并向其重新分配第一信道的V2X通信的第三频率范围可以包括：将第一信道分成至少两个信道段；以及确定至少两个信道段中的定义了向其重新分配第一信道的V2X通信的第三频率范围的第一信道段，其中，第三频率范围是第一信道的第一频率范围的子集。
在一些实施方式中，确定与第一频率范围和第二频率范围不同的并向其重新分配第一信道的V2X通信的第三频率范围可以包括：将所述第三频率范围确定为合并所述第一频率范围和第四频率范围的结果。
在一些示例中，确定与第一频率范围和第二频率范围不同的并向其重新分配第一信道的V2X通信的第三频率范围可以包括：监视多个信道中的多个候选信道及它们各自的信号干扰比；以及基于监视多个候选信道及它们各自的信号干扰比，确定多个候选信道中的具有最小的信号干扰比的第三信道。
在一些实施方式中，确定包括与第一信道中的信号干扰有关的第一状态信息的状态信息可以包括：测量由通信单元感知的第一信道忙碌的第一时间比；以及确定由通信单元之外的至少一个车辆感知的第一信道忙碌的第二时间比。在一些示例中，测量由通信单元感知的第一信道忙碌的第一时间比包括：在通信单元的收发器处测量第一信道中的信号干扰比；以及确定在通信单元的收发器处测量的第一信道中的信号干扰比超过阈值的第一持续时间。
在一些示例中，确定由通信单元之外的至少一个车辆感知的第一信道忙碌的第二时间比可以包括：由通信单元接收与由通信单元之外的至少一个车辆测量的第一信道中的信号干扰比超过阈值的第二持续时间有关的信息。在一些示例中，确定由通信单元之外的至少一个车辆感知的第一信道忙碌的第二时间比可以包括：由通信单元接收与由距离通信单元一跳的第一车辆所感知的或由距离通信单元2跳的第二车辆感知的第一信道忙碌的第二时间比有关的信息。
在一些实施方式中，状态信息还可以包括关于通信单元周围的拥塞的第二状态信息，该第二状态信息与第一信道中的干扰源的数量有关。在一些示例中，关于通信单元周围的拥塞的第二状态信息可以包括以下各项中的至少一个：(i)已由通信单元或由通信单元之外的至少一个车辆在第一信道中发送或接收的消息的数量，(ii)通信单元周围的附近车辆的数量，或者(iii)已由通信单元之外的至少一个车辆检测到的感测信息。
在一些示例中，确定状态信息满足至少一个标准可以包括：针对第一状态信息确定第一信道中的信号干扰超过阈值干扰；以及针对第二状态信息确定通信单元周围的拥塞不超过阈值拥塞。
在一些实施方式中，由通信单元通过第二信道向至少一个车辆发送信道重新分配信息可以包括：使用基于IEEE 802.11p的通信协议通过第二信道发送信道重新分配信息。在一些示例中，通信单元可以被配置为实施车辆环境中的无线接入(WAVE)协议，并且信道重新分配信息可以被配置为WAVE服务通告(WSA)消息。在一些示例中，信道重新分配信息可以包括信道带宽信息和干扰信息。
在一些实施方式中，第二信道可以包括已被分配用于V2X通信的控制信道(CCH)。在一些示例中，第二信道可以是已被分配用于V2X通信的信道号178。在一些实施方式中，多个信道可以包括七个信道，每个信道在5.855GHz至5.925GHz的5.9GHz频带中具有10MHz的带宽。
贯穿本申请所描述的全部或部分特征可以实现为计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储在一个或多个非暂时性机器可读存储介质上并且可在一个或多个处理设备上执行的指令。贯穿本申请描述的全部或部分特征可以实现为可以包括一个或多个处理设备和存储器以存储可执行指令从而实现所述功能的装置、方法或电子系统。
在附图和以下描述中阐述了本公开的主题的一个或多个实施方式的细节。根据说明书、附图和权利要求，本主题的其他特征、方面和优点将变得显而易见。
附图说明
图1示出了V2X通信系统的示例；
图2示出了V2X通信系统中的多信道布置的示例；
图3示出了V2X通信系统中的多信道操作的示例；
图4A-4C示出了根据本文公开的一些实施方式的自适应多信道操作(AMCO)的示例；
图5示出了根据本文公开的一些实施方式的利用AMCO的场景的示例；
图6是示出了根据本文公开的一些实施方式的由使用AMCO的发射器执行的操作的示例的流程图；
图7A和图7B是示出了根据本文公开的一些实施方式的由使用AMCO的接收器执行的操作的示例的流程图；
图8示出了根据本文公开的一些实施方式的基于干扰和拥塞的组合的AMCO的示例；
图9示出了根据本文公开的一些实施方式的利用干扰和拥塞的组合的场景的示例；
图10示出了根据本文公开的一些实施方式的收集来自其他车辆的干扰信息的示例；
图11示出了根据本文公开的一些实施方式的用于V2X通信的系统图的示例；
图12示出了根据本文公开的一些实施方式的实现AMCO的协议栈的示例；以及
图13是示出了可以用于实现利用AMCO的V2X通信系统的一个或多个组件的计算系统的示例的图。
具体实施方式
本文公开了使得能在无线V2X车辆通信系统中自适应多信道操作(AMCO)的系统和技术。AMCO技术通过使能动态和自适应信道切换，提供了改进的抗干扰性并提高了V2X通信中的可靠性。在一些实施方式中，可以在单独的信道上传输信道切换信息，该信道切换信息指示V2X通信要从一个信道切换到另一低干扰信道。可以基于车辆周围的信号干扰和拥塞信息来确定信道切换。
在一些场景中，V2X通信被配置为利用被划分成多个信道的频率范围。某些信道可以被专门预留以用于关键的安全通信或公共安全用途，而其他信道可以用于非安全V2X通信。特别地，通常需要关键的安全通信来满足用于重要车辆应用(例如高级驾驶员辅助系统(ADAS))的功能的严格可靠性和等待时间要求。
然而，随着利用V2X通信的设备的数量和种类的增加，高效的多信道操作对于有效利用可用频谱资源并确保可靠和快速的通信性能是至关重要的。
为了实现高效的信道利用，在一些场景中，V2X系统可以实施分散拥塞控制(DCC)以帮助确保信道不会被过量的传输拥塞。在一些实施方式中，DCC机制使得V2X通信单元(例如车辆中的车载单元(OBU)或安装在基础设施中的路侧单元(RSU))能基于信道中的拥塞来动态地调整其传输行为。例如，V2X通信单元可以监视信道的拥塞水平并且可以采取行动来缓解高拥塞水平，诸如降低输出功率(以减少对其他车辆的干扰)、增加分组间传输时间(以允许其他车辆有更多机会传输)、丢弃分组、和/或提高传输速率(以缩短传输持续时间并允许其他车辆有更多时间传输)。
为了确定信道中的拥塞，在一些场景中，通信单元可以监视信道中的信号干扰比水平。关于信道中的信号干扰比水平的信息可以由通信单元本身通过局部干扰测量来确定，或者可以从附近车辆获得。通过监视信道中的信号干扰比，V2X通信单元可以调整它们的传输行为以帮助减少信道拥塞。此种DCC机制依靠通信单元的协作行为来帮助减少信道中的整体拥塞。
然而，在干扰是由除基于DCC的通信单元之外的源引起的(诸如干扰是由使用非DCC协议的设备引起的或干扰是由环境源引起的)情况下，此种只依赖于信号干扰比信息的DCC机制可能不太有效。在这种情况下，根据此种DCC机制调整其传输行为的通信单元可能被迫对其传输进行节流和/或遭受增加的错误，而(一个或多个)非DCC干扰源继续产生不受阻碍的干扰。因此，简单地仅基于信道干扰来调整其传输行为的基于DCC的通信单元可能在更长的时间遭受低速率和/或高等待时间通信。
作为这种场景的示例，诸如无人机(或其他无人驾驶飞行器)这样的非DCC设备可以存在于车辆环境中，并且可以持续地以高传输功率传输视频。因此，实施DCC机制的附近V2X设备可以感测它们各自信道中的高水平干扰，并且由此(例如，通过降低输出功率和/或增加分组间延迟)对它们的传输进行节流或(例如，通过提高传输速率)接受更高的错误率。同时，非DCC无人机将继续以高传输功率传输，并因此迫使附近的基于DCC的V2X车辆等待更长的时间，可能导致在安全关键信息的传输的延迟和/或错误。
本文公开的实施方式通过使得基于DCC的通信单元能够识别高水平的干扰是否实际上由道路上的高水平交通拥塞引起或干扰是否是由于非拥塞原因(例如，单一干扰源)来减轻这种挑战。这样，根据本文公开的实施方式，基于DCC的通信单元不是在更长的时间中不必要地对它们的传输进行节流或遭受增加的错误，而是被允许在适当的时候主动地切换信道并且将它们的通信重新分配给较不拥塞的信道。
另外，本文公开的实施方式实现了更灵活和动态的基于DCC的多信道操作(MCO)，其不必限于利用固定的信道分配来进行例如关键安全通信。例如，本文公开的实施方式不是将关键安全通信限制到固定的控制信道，而是实现了通过不同信道更自适应地传输此种安全信息。这样，通过使用更积极和高效的分布式控制信道，重要的服务通告可以分布在不同的信道上，从而有助于减少拥塞和延迟。这样，本文公开的实施方式可以提供更能抵抗恶意用户的攻击以及更能抵抗由各种类型的源引起的干扰的通信环境。
特别地，本文公开的实施方式可以利用以下特征中的一个或多个。
1)自适应控制信道。在一些实施方式中，当信道负载增加或当信道负载不可用时，通信单元可以搜索相对空闲的信道来向其切换通信。
2)动态信道号和/或带宽。某些信道可以被配置为携带关键安全信息。无法使用此类信道可能使各种重要的车辆安全服务无效。根据一些实施方式，如果关键控制信道变得不可用，则自适应地使用替代方案。另外，对于携带关键和非关键信息的信道，本文公开的实施方式考虑这些信道上的服务的优先级和内容的类型，并且例如通过相应地分割、移动或合并信道带宽来自适应地分配信道带宽。
3)附加的基于拥塞的状态信息。根据本文公开的实施方式，通信单元不是仅依赖于信号干扰来进行拥塞控制和自适应传输，而是可以利用测量拥塞的其他类型的信息，例如在信道上传输的消息的数量、附近车辆的数量、和/或从其他车辆接收的传感器信息。
4)扩展的消息集。一些基于DCC的系统可以实施下述一组消息，所述一组消息向设备通知应该用于交换特定类型信息的特定信道。根据本文公开的实施方式，扩展消息集或实施新类型的消息，以实现更自适应的信道分配和切换。
随着V2X设备和应用变得更加多样化，车辆通信系统面临异常传输行为或异常干扰的风险增加。这些风险可能使得重要的车辆安全信息的可靠及时传送变得困难或不可能。本文公开的实施方式实现了更灵活的自适应多信道操作(AMCO)，其减轻了这种风险。在一些场景中，本文公开的AMCO的实施方式提供了改进的抗干扰V2X通信和更灵活和动态的V2X通信技术，其不限于利用(一个或多个)固定信道来传送交通安全信息。这样，可以通过更能抵抗恶意用户的攻击以及更能抵抗由各种类型的消息引起的干扰来改进V2X通信环境。这样的实施方式可以在V2X通信系统中提供更少的等待时间、更高的吞吐量和/或更少的错误。
图1示出了V2X通信系统100的示例。V2X通信由第三代合作伙伴计划(3GPP)定义为由四种类型的通信组成：车辆与车辆(V2V)、车辆与基础设施(V2I)、车辆与互联网(V2N)和车辆与行人(V2P)。V2V和V2P通信通常是基于车辆之间或车辆与易受伤害的道路使用者(VRU，例如行人和骑车者)之间的广播传输的。V2I通信通常在车辆和被安装为基础设施的一部分的路侧单元(RSU)之间执行，该路侧单元可以用作交通控制设备或用作扩展V2X通信范围的转发节点(例如，转发器)。V2N通信通常在车辆和用于交通操作的V2X应用服务器(例如4G/5G网络中的服务器)之间执行。此外，V2O指具有V2X收发器的车辆与具有V2X收发器的VRU之间的通信。I2O指具有V2X收发器的基础设施与具有V2X收发器的VRU之间的通信。V2X系统也可以称为协作连接车辆或协作智能运输系统(ITS)。
支持V2X的车辆可以配备有车载单元(OBU)，并且OBU可以实施专用短程通信(DSRC)通信调制解调器。DSRC是被设计成支持V2X通信的标准簇，也可称为WAVE，并在IEEE1609和802.11p标准中被定义。然而，本文公开的实施方式不限于DSRC/WAVE，并且可以使用其他移动通信协议，诸如GSM、LTE、LTE-A和5G。此外，虽然802.11p协议被设计为使用10MHz的默认信道带宽，但是可以实施其他信道带宽，诸如5MHz和20MHz。
图2示出了V2X通信系统中的多信道布置的示例。特别地，图2示出了北美和欧洲的多信道操作和频率分配及使用的示例。如这些示例中所示，V2X通信系统可以在5.9GHz频带(5.855GHz至5.925GHz)中分配七个不同的频率信道。每个频率信道可以具有10MHz的带宽，虽然实施方式不限于此。此外，在一些实施方式中(例如，在欧洲)，可以分配附加频带以便例如传送时间敏感数据，诸如在较高频率范围的ITS-G63频带和在较低频率范围的ITS-G5C频带。
在这些不同信道中，可以预留一个信道作为控制信道(CCH)，并且可以将六个信道用作服务信道(SCH)。例如，CCH可以分配给信道号178(例如，在美国)或信道号180(例如，在欧洲)，并且CCH可以用作用于公共安全通信的默认信道。SCH信道可以用于安全通信和非安全通信二者。在一些实施方式中，可以通过CCH广播消息(例如，服务通告消息)以提供关于哪个服务当前在哪个SCH上可用的信息，使得通信单元可以调谐到期望的SCH。
在一些实施方式中，可以合并信道对以形成单个20MHz信道，例如，可以合并信道174和176以形成信道175，并且可以合并信道180和182以形成信道181。在一些实施方式中，某些信道(例如，信道172)可以被专门预留用于关键的生命安全通信，并且其他信道(例如，信道184)可以被预留用于高功率公共安全用途。其余信道可用于非安全相关的应用。
可以通过这些信道传输各种类型的消息。例如，在一些实施方式中，可以提供一组车辆安全消息作为由WAVE短消息协议(WSMP)提供的WAVE短消息(WSM)，如IEEE 1609.3标准中所定义的。此WSM的示例是基本安全消息(BSM)，其携带各种类型的车辆状态信息(例如，位置、速度、加速度和航向)并且被车辆系统(例如，ADAS)用于碰撞避免和其他安全应用。
图3示出了V2X通信系统中的多信道操作的示例。如该示例中所示，V2X通信系统可以实现一系列信道间隔，该一系列信道间隔将时间分段成交替的控制信道(CCH)间隔和服务信道(SCH)间隔。连续间隔可以用于以交替方式(交替接入)通过不同信道进行传输，或者可以用于以连续方式(扩展接入)通过单个信道进行传输。
作为示例，通信单元(例如，车辆中的DSRC车载单元)可以被配置为默认地被调谐到特定信道(例如，CCH)以发送和接收安全消息。如果通信单元随后利用另一信道(例如，SCH)进行非安全通信，则通信单元可以在CCH信道和SCH信道之间交替。通过这种交替信道接入，通信单元可以在CCH间隔期间针对安全通信进行监视，并且在SCH间隔期间传送用于其他应用的非安全信息。
在一些实施方式中，可以在相邻信号块之间插入保护间隔，以便例如减轻无线通信中的延迟扩展的影响。在一些实施方式中，保护间隔可以包括特定序列以在接收器处促进同步或信道估计。例如，在OFDM系统中，可以将循环前缀插入到OFDM符号的保护间隔中。然而，此保护间隔可以省略，或者可以由具有类似或等同功能的其他结构或技术代替。
虽然图3的示例示出了在固定间隔边界处不同信道之间进行交替的场景(其可以被称为完全同步操作)，但是实施方式不限于此。这种完全同步的信道接入可以是基于绝对时间(例如，全球定位卫星或GPS时间)实现的。然而，一些实施方式可以不管间隔边界，例如根据正在传输的消息的内容，以部分同步或异步方式实现信道接入。
为了实现高效的信道利用，V2X通信单元可以实施分散拥塞控制(DCC)以基于信道中的拥塞动态地调整其传输行为。例如，V2X通信单元可以监视信道的拥塞水平并降低输出功率，增加分组间传输时间，丢弃分组和/或降低传输速率以缓解高拥塞水平。
然而，如上所述，在一些场景中，可能出现以下问题：由非DCC源引起的干扰(例如，由使用其他协议的设备引起的干扰，或者由环境因素引起的干扰)可能导致附近的基于DCC的通信单元在更长的时间对传输进行节流或遭受增加的错误。这些问题可能导致传输用于V2X通信系统的关键安全信息时的延迟和错误。
根据本文公开的实施方式，通信单元可以基于检测到的拥塞水平以动态和自适应方式将V2X通信切换到另一信道。例如，通信单元可以向其他通信单元发送包括信道重新分配信息的消息，该重新分配信息通知其他通信单元切换到另一信道。这种信道重新分配信息可以在原本用于传输V2X通信的信道之外的信道上传输，从而有助于确保切换信道时的改进的可靠性和较少的延迟。
此外，根据一些实施方式，可以基于补充仅关于信号干扰的状态信息的附加状态信息来做出是否切换信道的决定。例如，这样的附加状态信息可以包括关于通信单元附近(例如，在某个数量的通信跳数内，或某个地理距离内)的车辆数量的信息、或关于在信道上检测到的消息数量的信息、或关于从其他车辆接收的感测信息的信息(例如，由其他车辆的ADAS传感器感测的信息，包括附近的物体)、或通常与信道的拥塞水平相关的其他类型的信息(例如，干扰源的数量)。
这种自适应信道切换在本文中被称为自适应多信道操作(AMCO)，并且在下面进一步详细描述。
图4A、图4B和图4C示出了根据本文公开的一些实施方式的自适应多信道操作(AMCO)的示例。特别地，图4A至图4C示出了AMCO系统中的信道之间的切换的各种示例。通常，可以有各种方式来分配、移动和管理不同信道或频带之间的V2X通信。在下面的示例中，通信单元基于通过通过第二信道传输的信道重新分配信息从第一信道切换到第三信道(或第三频率范围)。
图4A示出了从第一信道切换到与第一信道不相交的第三信道的示例。在该示例中，通信单元从多个候选信道中(例如，从DSRC系统中提供的七个10MHz信道中)选择第三信道。通信单元可以基于测得的第三信道的干扰和拥塞水平来选择第三信道。然后，通信单元将信道负载从第一信道转移到较小负载的第三信道，并将信道重新分配通知给其他车辆。
图4B示出了将第一信道分段为多个信道段并且从第一信道切换到作为第一信道内的信道段中的一个的第三信道(或通常，第三频率范围)的示例。例如，第一信道可以是10MHz信道，其被分段为两个5MHz信道段(例如，上频率段和下频率段)。然后，通信单元可以选择具有可接受的干扰和拥塞水平的信道段中的一个，并且将信道分配从第一信道切换到所选择的信道段。通常，可以生成任何数量的信道段，每个信道段可以具有相同或不同的带宽。
图4C示出了将第一信道与另一频率范围合并并且从第一信道切换到作为合并频率的结果的第三信道(或第三频率范围)的示例。在该示例中，通信单元可以将第一信道与相邻的频率范围合并，从而产生第三信道(或，通常，第三频率范围)。因此，传输功率可以分布在第三信道中的较大频率范围上，提供了对在特定频率下可能出现的干扰的改进的抵抗力。在一些实施方式中，可以通过将关键安全通信分配给新合并的相邻频率同时在原始第一信道中保持不太关键的通信，来将优先级给予这些应用。在这些实施方式中，ACMO的优点可以通过使关键安全应用优先于较低优先级应用(例如，非安全应用或多跳应用)被进一步增强。
在如上图4A至图4C中的每个示例中，可以通过与第一信道和第三信道(或第三频率范围)不同的第二信道传输信道重新分配信息。这样，与通过第一信道本身(其可能起初已具有高信号干扰)传输信道重新分配信息相比，可以使信道重新分配信息的传输更能抵抗干扰和延迟。因此，可以以快速且可靠的方式实现动态和自适应信道分配。
通过适当地利用图4A至图4C中描述的信道移动/分段/合并技术，本文公开的实施方式实现了灵活地适应拥塞或干扰的影响的AMCO。
图5示出了根据本文公开的一些实施方式利用AMCO的场景的示例。该示例示出了两个不同的地理区域500和502，每个地理区域具有高水平的信号干扰，但是具有不同的信号干扰源。
在区域500中，大量车辆通过公共信道(例如，信道172)进行通信。通过实现分散拥塞控制(DCC)机制，车辆将协作以尝试降低信道中的整体干扰水平，从而允许快速且可靠地传输关键安全信息。例如，每个车辆可以降低它们的传输功率(从而减少对其他车辆的干扰)，或者可以增加传输分组之间的时间(从而使其他车辆有更多机会在较低干扰时间间隔上传输)，并且/或者可以提高传输速率(从而减少传输时间，并允许其他车辆有更多时间传输)。通过这种协作的分散行动，车辆可以共同努力减少信道中的整体干扰，并帮助防止关键安全相关通信的延迟和错误。
相反，在区域502中，仅一个车辆通过信道(例如，信道172)进行通信，但是仍然经历由非DCC设备(诸如无人机(或其他无人驾驶车辆))引起的高水平干扰。例如，无人机可能持续地传输具有高传输功率的视频或其他数据，而忽略DCC协议的协作拥塞控制行为。因此，实施DCC的附近V2X车辆根据DCC协议感测到信道中的高水平干扰，并且对其传输进行节流(例如，降低输出功率和/或增加分组间延迟)或遭受增加的错误率(例如，增加其传输速率)。然而，因为无人机不遵循DCC协议并且因此继续以高传输功率进行传输，所以DCC车辆被迫在更长的时间遭受延迟和错误，可能扰乱安全关键信息的传输。
根据本文公开的实施方式，这些困难通过使得基于DCC的通信单元能够识别高水平的干扰是否由道路上的高水平交通拥塞引起，或者干扰是否是由于非拥塞原因(例如，单一干扰源或环境因素)引起来减轻。这样，基于DCC的通信单元不是在更长的时间不必要地对传输进行节流或遭受更多的错误，而是能够识别非拥塞高干扰的异常情况，切换信道并且将它们的V2X通信重新分配给不太拥塞的信道。
在该示例中，除了信号干扰信息之外，区域502中的车辆还可以利用各种类型的信息来识别非拥塞和高干扰状态。此附加信息可以包括附近车辆的数目、在信道上传输的消息(例如，V2X消息)的数量、道路交通信息(例如，从交通管理中心(TMR)或导航系统接收的)、和/或从附近车辆接收的感测信息(例如，关于附近物体的ADAS传感器信息)。此信息通常可以被称为拥塞相关信息，因为它们涉及拥塞水平(例如，潜在干扰源的数量)，并且此信息可以与仅仅涉及(可能只由一个干扰源引起的)信号干扰的水平的干扰相关信息区分开。通过将拥塞信息与干扰信息组合以创建更一般类型的状态信息，通信单元可以有效地执行适于各种不同的干扰情况的自适应多信道操作(AMCO)。
图6是示出了根据本文公开的一些实施方式的由使用AMCO的发射器执行的操作的示例方法600的流程图。方法600可以由一个或多个处理器(诸如执行被编码在至少一个计算机存储介质上的指令的一个或多个CPU、GPU、DSP、FPGA、ASIC、TPU、神经形态芯片或矢量加速器)执行。
方法600可以由通信单元使用以在无线通信系统中发送用于V2X(车辆联万物)通信的信道分配信息。
示例传输方法600包括确定多个信道中的用于V2X通信的第一信道，第一信道由第一频率范围定义(602)。例如，如在DSRC协议中所定义的，多个信道可以包括七个信道，每个信道在5.855GHz至5.925GHz的5.9GHz频带中具有10MHz的带宽。
方法600还包括确定包括与第一信道中的信号干扰有关的第一状态信息的状态信息(604)。在一些实施方式中，通过测量由通信单元所感知的第一信道忙碌的第一时间比并确定由通信单元之外的至少一个车辆所感知的第一信道忙碌的第二时间比，来确定状态信息。
在一些实施方式中，测量由通信单元所感知的第一信道忙碌的第一时间比可以包括：在通信单元的收发器处测量第一信道中的信号干扰比；以及确定在通信单元的收发器处测量的第一信道中的信号干扰比超过阈值的第一持续时间。
在一些实施方式中，测量由通信单元之外的至少一个车辆所感知的第一信道忙碌的第二时间比可以包括：由通信单元接收与由通信单元之外的至少一个车辆所测量的第一信道中的信号干扰比超过阈值的第二持续时间有关的信息。在一些实施方式中，确定由通信单元之外的至少一个车辆所感知的第一信道忙碌的第二时间比可以包括：由通信单元接收与由距离通信单元一跳的第一车辆所感知的或由距离通信单元2跳的第二车辆所感知的第一信道忙碌的第二时间比有关的信息。
在一些实施方式中，状态信息还可以包括关于通信单元周围的拥塞的第二状态信息，第二状态信息与第一信道中的干扰源的数量有关。在这些实施方式中，第二状态信息可以包括以下各项中的至少一个：(i)由通信单元或由通信单元之外的至少一个车辆在第一信道中发送或接收的消息的数量，(ii)通信单元周围的附近车辆的数量，或者(iii)由通信单元之外的至少一个车辆检测到的感测信息。
方法600还包括确定状态信息是否满足至少一个标准(606)。在状态信息还包括关于通信单元周围的拥塞的第二状态信息的一些实施方式中，确定状态信息满足至少一个标准可以包括：针对第一状态信息确定第一信道中的信号干扰超过阈值干扰；以及针对第二状态信息确定通信单元周围的拥塞不超过阈值拥塞。
方法600还包括：基于确定状态信息满足至少一个标准，确定多个信道中的通过其发送信道重新分配信息的第二信道，第二信道由第二频率范围定义(608)。在一些实施方式中，第二信道可以包括用于DSRC的控制信道(CCH)，诸如信道号178。
方法600还包括确定与第一频率范围和第二频率范围不同的且向其重新分配第一信道的V2X通信的第三频率范围(610)。在一些实施方式中，确定第三频率范围可以包括确定第三信道，其中所述第三信道定义要向其重新分配第一信道的V2X通信的第三频率范围，其中第三频率范围与第一信道的第一频率范围不相交。在一些实施方式中，确定第三频率范围可以包括将第一信道分段为至少两个信道段，以及确定至少两个信道段中的定义要向其重新分配第一信道的V2X通信的第三频率范围(第三频率范围是第一信道的第一频率范围的子集)的第一信道段。在一些实施方式中，确定第三频率范围可以包括将第三频率范围确定为合并第一频率范围和第四频率范围的结果。在一些实施方式中，通过监视多个候选信道及它们各自的信号干扰比并确定多个候选信道中具有最小信号干扰比的第三信道，来确定第三信道。
方法600还包括由通信单元通过第二信道向至少一个车辆发送与用于V2X通信的信道分配从第一信道改变到第三频率范围有关的信道重新分配信息(612)。在一些实施方式中，可以使用基于IEEE 802.11p的通信协议通过第二信道传输信道重新分配信息。在一些实施方式中，通信单元可以被配置为实施车辆环境中的无线接入(WAVE)协议，并且信道重新分配信息可以被配置为WAVE服务通告(WSA)消息。在一些实施方式中，信道重新分配信息包括信道带宽信息和干扰信息。
图7A和图7B是示出根据本文公开的一些实施方式的由使用AMCO的接收器执行的操作的示例方法700的流程图。方法700可以由一个或多个处理器(例如执行被编码在计算机存储介质上的指令的一个或多个CPU、GPU、DSP、FPGA、ASIC、TPU、神经形态芯片或矢量加速器)执行。
方法700可以由通信单元使用以在无线通信系统中接收用于V2X(车辆联万物)通信的信道分配信息。
示例接收方法700包括由通信单元通过第二信道接收与用于V2X通信的信道分配从第一信道改变到第三频率范围有关的信道重新分配信息(702)。第三频率范围可以与第一信道的第一频率范围和第二信道的第二频率范围不同。
接收方法700还包括控制通信设备的收发器以将用于V2X通信的信道分配从第一信道改变到第三频率范围(704)。
在一些实施方式中，图6和图7A-7B中描述的信道重新分配信息可以通过携带ITS信道控制信息的特定消息(例如，下面进一步描述的ChControlMessage)来实现。
在一些实施方式中，图6和图7A-7B中描述的信道重新分配信息还可以包括与针对信号干扰的监视信道有关的信息。例如，此信息可以用来收集用于判定是否在AMCO机制中切换信道的干扰信息。
例如，在一些实施方式中，在接收到信道重新分配信息(例如，如下面进一步描述的ChControlMessage)时，接收通信单元可以检查特定字段(例如，ChControlType字段)。如果存在ChControlType字段，则接收通信单元可以确定是否实施一个或多个监视模式。例如，如果ChControlType字段具有“0”值，则可以释放控制以便不执行信道监视。如果ChControlType字段具有“1”值，则接收通信单元可以检查是否设置了“自动模式”，并且如果未设置“自动模式”，则接收通信单元(例如，车辆的OBU)可以通过指令(例如，通过导航器或语音)引导车辆的驾驶员来向用户通知信道环境并将信道监视控制转交给驾驶员。否则，如果“自动模式”设置开启，则接收通信单元可以自动实施预先指定的监视模式，并使用ChControlMessage中指定的定时器值设置定时器。最后，如果ChControlType字段具有“2”值，则接收通信单元可以强制实施指定的监视模式并将定时器设置为指定值。随后，接收通信单元可以等待下一个V2X消息。
通过这种自适应监视模式控制，V2X通信单元可以实现各种类型的节电技术以平衡信道监视与功耗。
图8示出了根据本文公开的一些实施方式的基于干扰和拥塞的组合的AMCO的示例。拥塞信息可用于管理如上所述的DCC的状态。特别地，图8的示例示出了根据一些实施方式的利用拥塞信息来管理DCC状态和干扰模式的示例。
在图8的(a)部分中，示出了DCC状态管理和CST(信道感测阈值)，其不利用任何拥塞信息。信道的信号干扰可以由信道业务比(CBR)表征，其可以是信号干扰高于阈值的时间比。在该示例中，CBR被分为三种状态：“RELAXED(松弛的)”(表示低干扰水平)、“ACTIVE(活跃的)”(表示较高的干扰水平)和“RESTRICTIVE(限制性的)”(表示最高干扰水平)。基于信道所处的特定模式，通信单元可以容易地分类和确定信道的干扰电平。
在(b)部分和(c)部分中，利用附加的拥塞信息来为每个状态或状态空间增加附加的“干扰模式”或“干扰状态”信息。在(b)部分中，干扰模式的二进制值(例如，“开启”或“关闭”)用于指示异常干扰情况(例如，由少量源引起的强干扰)。该确定例如可以基于(如前所述的)拥塞信息是低于阈值(指示低拥塞并因此可能是由少量非DCC源引起的异常干扰)还是高于阈值(指示高拥塞并因此可能是由许多基于DCC的车辆引起的正常干扰)来做出。
在(c)部分中，利用干扰状态来反映更细粒度的干扰信息水平。例如，可以实施三种干扰状态：指示“忽略”干扰(例如，由于由许多基于DCC的车辆引起的正常干扰)、提供“警告”(例如，由于由较少干扰源引起的潜在的中等水平的干扰)，还是指示“紧急”干扰情况(例如，由于由少数非DCC源引起的高水平干扰)。与(b)部分一样，可以基于信道中的信号干扰以及(如前所述的)反映干扰源数量的拥塞信息二者来确定干扰状态。
图9示出了根据本文公开的一些实施方式的利用干扰和拥塞的组合的场景的示例。在该示例中，通信单元(例如，车辆的OBU)利用DCC状态和干扰模式的组合。
图9的示例示出了车辆检测到超过阈值的拥塞水平并且因此将干扰模式设置为“关闭”以指示干扰可能是由大量基于DCC的车辆同时使用信道的正常情况引起的三种场景。在这些场景的两个场景中，DCC状态是“ACTIVE(活跃的)”以指示中等水平的信号干扰(CBR值)，而在这些场景的一个场景中，DCC状态是“RESTRICTIVE(限制性的)”以指示信号干扰水平(CBR值)。如前所述的，在这三种场景中，DCC状态确定基于DCC的车辆将实施以协作地减少信道中的干扰的补救措施(例如，通过降低功率、增加分组间延迟或增加传输速率)。
另外，图9的示例示出了一种场景，其中车辆检测到不超过阈值的拥塞水平，但是检测到高水平的信号干扰，因此将干扰模式设置为“开启”(或，将干扰状态设置为“紧急”)。这表明干扰可能是由少数非DCC源引起高水平干扰的异常情况引起的。如前所述，在这种情况下，根据本文公开的实施方式的AMCO机制将自动切换到另一信道，以避免由非DCC干扰源引起的通信的过度延迟和错误。
图10示出了根据本文公开的一些实施方式从其他车辆收集干扰信息的示例。在该示例中，干扰监视车辆根据三个其他车辆(车辆-0、车辆-1、车辆-2)的正在使用的相应信道从这三个其他车辆收集用于AMCO的干扰信息(例如，CBR信息)。如图10所示，三个其他车辆正在使用一个CCH和两个SCH。监视车辆能够利用(leverage)从三个其他车辆接收的干扰信息(CBR信息)来监视不同信道的干扰水平，而不一定需要在每个时隙中对每个不同信道执行单独的干扰监视。这样，V2X通信系统中的不同车辆可以共同分享干扰信息(例如，CBR值)以便以高效的方式监视不同信道中的干扰水平。
图11示出了根据本文公开的一些实施方式的V2X通信的系统图的示例。在此示例中，V2X系统实施DSRC技术，由V2X发射器和V2X接收器组成。V2X发射器1100具有用于无线数据传输的DSRC无线电单元1120。该DSRC无线电单元1120可以基于WLAN(无线局域网)和WAVE(车辆环境中的无线接入)来实施IEEE802.11p标准。DSRC设备处理器单元1130对WSM消息进行编码或解码。GNSS单元1110被配置为利用全球导航卫星系统(GNSS)来获取位置信息和时间信息。例如，可以使用GPS(全球定位系统)设备。应用ECU单元1140实施提供特定应用服务的一个或多个处理器。为了提供服务，应用ECU单元1140基于传感器信息和用户输入信息生成动作，并通过DSRC/RSU设备发送和接收消息。传感器单元1150被配置为收集车辆状态和周围的传感器信息。人机交互单元1160通过输入按钮或触摸屏提供用于用户输入的界面，以及用于显示信息(诸如警告消息)的监视器。
V2X接收器1200被配置为接收从V2X发射器1100发送的信号。V2X接收器1200可以安装在汽车的OBU上或可以安装在RSU(诸如交通灯)上，以接收来自V2X发射器1100的消息。接收器结构还包括DSRC无线电单元1220、GNSS接收器单元1210、DSRC设备处理器单元1230、应用ECU单元1240、传感器单元1250和人机交互单元1260。DSRC无线电单元1220和DSRC设备处理器单元1230可以实施例如北美和欧洲标准所定义的通信技术(诸如3GPP、LTE等)。
图12示出了根据本文公开的一些实施方式的实现AMCO的协议栈的示例。该协议栈实现了许多协议和相应的标准。
例如，接入层可以对应于OSI第1层(物理层)和OSI第2层(数据链路层)，可以使用实施IEEE 802.11p的PHY技术和MAC技术，并且可以进一步支持IEEE1609.4MAC技术以支持车辆环境中的通信。例如，IEEE 802.11p中定义的接入层可以实施正交频分复用(OFDM)以及各种PHY层传输操作，诸如加扰、FEC、交错、映射、导频插入、IFFT、保护插入和前导码插入、PLCP子基带信号处理、波形整形(例如，同相和正交相位调制)和数模转换(DAC)。
联网和传输层可以实施使用WAVE短消息协议(WSMP)的IEEE 1609.3技术和用于LLC块的IEEE 802.2标准，并且可以对应于OSI第3层(网络层)和OSI第4层(传输层)。此外，联网和传输层可以实施IPv6/TCP协议来处理传统的IP信号。
设施层可以实施SAE J2735标准消息集，并且可以对应于OSI第5层(会话层)和OSI第6层(表示层)。由设施层实施的消息集可以包括，例如，BasicSafetyMessage(基本安全消息，BSM)消息、MapData(映射数据)消息、SPAT消息、CommonSafetyRequest(公共安全请求)消息、EmergencyVehicleAlert(紧急车辆报警)消息、IntersectionCollision(交叉口冲突)消息、ProbeVehicleData(探测车辆数据)消息、RoadSideAlert(路侧报警)消息、以及PersonalSafetyMessage(个人安全消息)消息。特别地，基本安全消息(BSM)用于(例如，周期性地)传输关于车辆的各种信息，诸如纬度、经度、高度、速度、方向、故障和车辆尺寸。
应用层可以实施用于V2V、V2I和V2O应用的J2945标准，并且可以实施例如紧急电子制动灯(EEBL)、前向碰撞警告(FCW)、盲点警告(BSW)、车道更改警告(LCW)、交叉口运动辅助(IMA)丢失警告。
在一些实施方式中，如图12的示例中所示，DCC操作可以根据每层的特定功能划分为多个层。
例如，DCC_ACC实体可以被包括在接入层中，并且可以通过调整接入层的各种功能(例如功率调整)来控制业务拥塞。
DCC_NET实体可以被包括在联网和传输层中，并且可以执行诸如将干扰信息(例如，本地CBR信息)插入到SHB分组报头中以传输到其他车辆或从附近车辆接收全局CBR信息这样的功能。
DCC_FAC实体可以被包括在设施层中，并且可以通过调整设施层的各种功能(例如消息生成速率)来控制业务拥塞。
DCC_CROSS实体可以被包括在管理实体中，并且可以执行整体DCC操作，诸如向诸如DCC_Access、DCC_NET和DCC_FAC这样的实体提供DCC参数或CBR值。
可以利用各种技术来控制DCC操作中的网络负载，其示例在下表中列出(并且之前已经讨论过)。
Figure GDA0003775074640000171
Figure GDA0003775074640000181
在一些实施方式中，DCC参数评估包括从(例如，来自位于联网和传输层中的邻居表的)附近车辆获得的全局CBR信息和(例如，从接入层的DCC_ACC实体提供的)本地CBR信息，以产生AMCO中使用的干扰信息。生成的干扰信息可以被发送到接入层、联网和传输层以及设施层中的不同DCC实体，以用于执行属于相应协议层的DCC功能。
在一些实施方式中，接入层可以被配置为监视各种状态指示符，诸如：(i)百分比值的CBR；(ii)SNR或接收器信号强度指示符(RSSI)统计；(iii)在不能发送消息的情况下每个消息的发射器功率降低；(iv)关于消息是已成功发送还是丢弃的帧传输指示。
接入层经由MI-SAP消息协议向管理实体提供上述信息。
多信道操作(MCO)结构包括其中定义了信道接入的信道协调部分、定义PHY-MAC之间的整体数据和帧管理操作的信道路由部分、增强型专用信道接入(EDCA)部分以及用于存储从上层接收的帧的数据缓冲区(队列)部分。该结构的每个部分的描述如下：
信道协调：信道接入可以被定义为例如CCH(控制信道)和SCH(服务信道)。
数据缓冲区(队列)：根据定义的AC(接入类别)存储从上层接收的帧。每个数据缓冲区可以具有其自己的AC。
信道路由：将从上层接收的数据发送到数据缓冲区(队列)，并执行传输操作，例如信道协调、用于帧传输的信道编号、传输功率和数据速率控制。
EDCA：保证IEEE 802.11e MAC层中的服务质量(QoS)。根据业务类型，可以将其划分为四个接入类别(AC)。可以为每个类别分配不同的优先级，并且可以为每个AC分配不同的参数。这可以实施允许更高优先级业务有更多的传输机会的基于竞争的介质接入方法。
根据本公开的实施方式可以实施各种功能以实施AMCO。例如，V2X收发器可以扩展现有的WSMP消息集，或开发通知AMCO机制中的信道切换操作的新消息。此外，可以修改管理层的MCO和DCC控制以实现增强的拥塞监视。此外，可以修改接入层以实施AMCO。
根据本文公开的一些实施方式，可以实施被称为CCM(信道控制消息)的新消息，或者可以扩展现有的通告消息(例如，WSM)以包括信道重新分配信息。在扩展现有消息集的情况下，信道带宽信息和相应的CBR信息可以被一起传输。在新消息(CCM)的情况下，消息可以由ID信息、位置信息、时间信息、引导信息、关于信道是否被划分为多个信道的信息、以及关于信道带宽和CBR的信息组成。
ID信息可以包括指示相应消息的信息的msgId字段，并且对应的值可以是J2735标准中的DSRCmsgID数据帧的形式。
stationPosition字段和stationType字段可以指示位置信息。stationPosition指示测量站的位置，并且可以使用J2735标准的Position3D显示测量站的位置。stationType字段可以指示站的类型，例如，值“1”指示实际测量站，值“2”指示发送预测数据的RSU。
此外，dataGenerationTime和msgGenerationTime以及updateTime字段指示消息的各种时间信息。所有这些字段都可以使用J2735标准的DTime字段。dataGenerationTime字段表示系统中CBR信息的测量时间，msgGenerationTime字段表示消息生成时间，updateTime字段表示测量/更新用于外部干扰的功率的时间。
在一些实施方式中，可以根据以下示例来实现ChControlMessage(CCM)格式。
Figure GDA0003775074640000191
Figure GDA0003775074640000201
表1.ChControlMessage的示例
根据本公开的一些实施方式，可以使用ChControlMessage中的ChControlType在CCM中指定监视模式。ChControl是定义ChControlType的数据帧，并且被定义在本说明书的表2中。ChControl使用ASN.1编写，SEQUENCE定义了针对FullMonitoring模式、SavingMonitoring模式和TriggerMonitoring模式的模式控制。
FullMonitoring对应于(例如，持续地)监视所有可用无线电带宽的信道负载。SavingMonitoring指根据指定的策略在固定时间自动地监视信道。当确定信道中的干扰超过阈值时，ConditionalMonitoring推迟扫描可用信道的所有功率电平和推迟找到最合适的信道。
CurrentCLData和historyCLData分别指代当前信道负载数据和历史信道负载数据。传输当前信道负载数据，并且当前信道负载数据包括信道频率范围、带宽和信道负载信息。
为此，在一些实施方式中，可以使用ChControl的数据帧，如下面的表2所示。可以支持上述三种监视模式，并且每种模式可以与Mode(模式)和Lifetime(生命期)的值相关联。
Figure GDA0003775074640000202
Figure GDA0003775074640000211
表2.ChControl的数据帧方案
在FullMonitoring模式中，一些实施方式利用FullMonitoringMode和AutoStopLifetime来设置模式。AutoStopLifetime使用DTime指示模式控制的有效时段。AutoStop和Recirculation也具有Mode(模式)和Lifetime(生命期)。
ASN.1表示
ChControlMode::＝ENUMERATED{
Release(0),
OnRecommend(1),
OnMandatory(2)
…
}
表3.ChControlMode的数据帧方案
ChControlMode是指示监视模式的数据帧，并且可以被设置为ENUMERATED。如果值为“0”，则释放监视模式。如果值为“1”，则使用OnRecommend将监视模式设置为“开启”。然而，如果设置了Auto(自动)模式，则可以自动设置监视模式。在值为“2”的情况下，OnMandatory是一种将监视模式强制为“开启”的模式。
图13是示出可用于实现利用AMCO的V2X通信系统的一个或多个组件的计算系统的示例的图。
图13的示例系统示出了可用于实现本文描述的技术的计算设备1300和移动计算设备1350。例如，通信单元的一个或多个部分(例如，图1中的OBU、RSU或VRU)可以是这里描述的设备1300的示例，诸如图11中的V2X发射器1100和V2X接收器1200。
计算设备1300旨在表示各种形式的数字计算机，诸如膝上型计算机、台式机、工作站、个人数字助理、服务器、刀片服务器、大型机和其他适当的计算机。移动计算设备1350旨在表示各种形式的移动设备，诸如个人数字助理、蜂窝电话、智能电话和其他类似的计算设备。这里示出的组件、它们的连接和关系以及它们的功能仅仅意味着示例，并不意味着限制。
计算设备1300包括处理器1302、存储器1304、存储设备1306、连接到存储器1304和多个高速扩展端口1310的高速接口1308、以及连接到低速扩展端口1314和存储设备1306的低速接口1312。处理器1302、存储器1304、存储设备1306、高速接口1308、高速扩展端口1310和低速接口1312中的每一个使用各种总线互连，并且可以安装在公共主板上或以适当的其他方式安装。处理器1302可以处理用于在计算设备1300内执行的指令，包括存储在存储器1304中或存储设备1306上的指令，以在外部输入/输出设备(诸如耦合到高速接口1308的显示器1316)上显示用于GUI的图形信息。在其他实施方式中，可以适当地使用多个处理器和/或多个总线以及多个存储器和多种类型的存储器。另外，可以连接多个计算设备，其中每个设备提供部分操作(例如，作为服务器库、一组刀片服务器或多处理器系统)。在一些实施方式中，处理器1302是单线程处理器。在一些实施方式中，处理器1302是多线程处理器。在一些实施方式中，处理器1302是量子计算机。
存储器1304将信息存储在计算设备1300内。在一些实施方式中，存储器1304是一个或多个易失性存储器单元。在一些实施方式中，存储器1304是一个或多个非易失性存储器单元。存储器1304还可以是另一种形式的计算机可读介质，例如磁盘或光盘。
存储设备1306能够为计算设备1300提供大容量存储。在一些实施方式中，存储设备1306可以是或可以包括计算机可读介质，诸如软盘设备、硬盘设备、光盘设备、或磁带设备、闪存或其他类似的固态存储设备、或设备阵列，包括存储区域网络或其他配置中的设备。指令可以存储在信息载体中。指令当由一个或多个处理设备(例如，处理器1302)执行时执行一个或多个方法，例如上面描述的那些方法。指令还可以由一个或多个存储设备存储，诸如计算机可读或机器可读介质(例如，存储器1304、存储设备1306或处理器1302上的存储器)。
高速接口1308为计算设备1300管理带宽密集型操作，而低速接口1312管理低带宽密集型操作。此种功能分配仅是示例。在一些实施方式中，高速接口1308耦合到存储器1304、显示器1316(例如，通过图形处理器或加速器)，并且耦合到高速扩展端口1310，该高速扩展端口1310可以接受各种扩展卡(未示出)。在该实施方式中，低速接口1312耦合到存储设备1306和低速扩展端口1314。低速扩展端口1314可以包括各种通信端口(例如，USB、蓝牙、以太网、无线以太网)，并且可以例如通过网络适配器耦合到一个或多个输入/输出设备，诸如键盘、定点设备、扫描仪或网络设备(诸如交换机或路由器)。
计算设备1300可以以多种不同的形式实施，如图中所示。例如，它可以实施为标准服务器1320、或在这种服务器的组中实施多次。另外，它可以实施在诸如膝上型计算机1322的个人计算机中。它还可以实施为机架服务器系统1324的一部分。替代地，计算设备1300的组件可以与诸如移动计算设备1350这样的移动设备中的其他组件(未示出)组合。这些设备中的每一个可以包括计算设备1300和移动计算设备1350中的一个或多个，并且整个系统可以由彼此通信的多个计算设备组成。
移动计算设备1350包括处理器1352、存储器1364、输入/输出设备(诸如显示器1354)、通信接口1366和收发器1368以及其他组件。移动计算设备1350还可以设置有存储设备(诸如微驱动器或其他设备)以提供额外的存储。处理器1352、存储器1364、显示器1354、通信接口1366和收发器1368中的每一个使用各种总线互连，并且若干组件可以安装在公共主板上或以其他方式适当地安装。
处理器1352可以执行移动计算设备1350内的指令，包括存储在存储器1364中的指令。处理器1352可以实施为包括单独的模拟与数字处理器和多个模拟与数字处理器的芯片的芯片集。处理器1352可以例如提供移动计算设备1350的其他组件的协调，诸如用户界面的控制、由移动计算设备1350运行的应用以及由移动计算设备1350进行的无线通信。
处理器1352可以通过耦合到显示器1354的显示接口1356和控制接口1358来与用户通信。显示器1354可以是例如TFT(薄膜晶体管液晶显示器)显示器或OLED(有机发光二极管)显示器，或其他适当的显示技术。显示接口1356可以包括用于驱动显示器1354以向用户呈现图形和其他信息的适当电路。控制接口1358可以从用户接收命令并将它们转换以提交给处理器1352。此外，外部接口1362可以提供与处理器1352的通信，以便使能移动计算设备1350与其他设备的近区域通信。外部接口1362可以例如在一些实施方式中提供有线通信，或在其他实施方式中提供无线通信，并且也可以使用多个接口。
存储器1364将信息存储在移动计算设备1350内。存储器1364可以实施为计算机可读介质或媒介、一个或多个易失性存储器单元或一个或多个非易失性存储器单元中的一个或多个。还可以提供扩展存储器1374并通过扩展接口1372将扩展存储器1374连接到移动计算设备1350，该扩展接口1372可以包括例如SIMM(单列直插存储器模块)卡接口。扩展存储器1374可以为移动计算设备1350提供额外的存储空间，或还可以存储用于移动计算设备1350的应用或其他信息。具体地，扩展存储器1374可以包括执行或补充上述处理的指令，并且还可以包括安全信息。因此，例如，扩展存储器1374可以被提供为用于移动计算设备1350的安全模块，并且可以通过允许移动计算设备1350的安全使用的指令来编程。此外，可以通过SIMM卡及附加信息来提供安全应用，诸如以无法被黑客破坏的方式在SIMM卡上放置识别信息。
如下所述的，存储器可以包括例如闪存和/或NVRAM存储器(非易失性随机存取存储器)。在一些实施方式中，指令存储在信息载体中，使得指令在由一个或多个处理设备(例如，处理器1352)执行时执行一个或多个方法，诸如上面描述的那些方法。指令还可以由一个或多个存储设备存储，例如一个或多个计算机可读或机器可读介质(例如，存储器1364、扩展存储器1374或处理器1352上的存储器)。在一些实施方式中，可以例如通过收发器1368或外部接口1362在传播信号中接收指令。
移动计算设备1350可以通过通信接口1366无线通信，该通信接口1366可以包括数字信号处理电路。通信接口1366可以在各种模式或协议下提供通信，例如GSM语音呼叫(全球移动通信系统)、SMS(短消息服务)、EMS(增强消息服务)或MMS消息(多媒体消息服务)、CDMA(码分多址)、TDMA(时分多址)、PDC(个人数字蜂窝)、WCDMA(宽带码分多址)、CDMA2000或GPRS(通用分组无线业务)等。这种通信可以例如通过使用射频的收发器1368发生。另外，例如使用蓝牙、Wi-Fi或其他此种收发器(未示出)可能发生短距离通信。另外，GPS(全球定位系统)接收器模块1370可以向移动计算设备1350提供附加的导航和位置相关的无线数据，该数据可以由移动计算设备1350上运行的应用适当地使用。
移动计算设备1350还可以使用音频编解码器1360可听地进行通信，音频编解码器1360可以从用户接收口头信息并将其转换为可用的数字信息。音频编解码器1360同样可以例如通过扬声器，例如在移动计算设备1350的耳机中为用户产生可听声音。这种声音可以包括来自语音电话呼叫的声音，可以包括录制的声音(例如，语音消息、音乐文件等)，并且还可以包括由在移动计算设备1350上运行的应用生成的声音。
移动计算设备1350可以以多种不同的形式实现，如图中所示。例如，它可以实现为蜂窝电话1380。它还可以实现为智能电话1382、个人数字助理或其他类似移动设备的一部分。
本公开中使用的术语“系统”可以包含用于处理数据的所有装置、设备和机器，通过示例的方式包括可编程处理器、计算机或多个处理器或计算机。除了硬件之外，处理系统还可以包括为所讨论的计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或它们的一个或多个的组合的代码。
计算机程序(也称为程序、软件、软件应用、脚本、可执行逻辑或代码)可以用任何形式的编程语言编写，包括编译或解释语言、或声明性或过程性语言，并且它可以以任何形式部署，包括作为独立程序或作为模块、组件、子例程或其他适合在计算环境中使用的单元。计算机程序不一定对应于文件系统中的文件。程序可以被存储在保存其他程序或数据(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)的文件的一部分中、专用于所讨论的程序的单个文件中、或多个协调文件中(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)。计算机程序可以被部署以在位于一个站点处或分布在多个站点上并通过通信网络互连的一个计算机上或多个计算机上执行。
适合于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括：所有形式的非易失性存储器或易失性存储器、介质和存储器设备，通过示例方式包括半导体存储器设备，例如EPROM、EEPROM和闪存设备；磁盘，例如内部硬盘或可移动磁盘或磁带；磁光盘；以及CD-ROM和DVD-ROM盘。处理器和存储器可以由专用逻辑电路补充或并入专用逻辑电路中。有时服务器是通用计算机，有时它是定制的专用电子设备，有时它是这些设备的组合。
实施方式可以包括后端组件(例如数据服务器)、或中间件组件(例如应用服务器)、或前端组件(例如，具有图形用户界面或Web浏览器的客户端计算机，用户可以通过该图形用户界面或Web浏览器与本说明书所描述的主题的实施方式交互)、或一个或多个此后端组件、中间组件或前端组件的任何组合。系统的组件可以通过任何形式或介质的数字数据通信(例如通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(“LAN”)和广域网(“WAN”)，例如因特网。
所描述的特征可以在数字电子电路中实施，或在计算机硬件、固件、软件或它们的组合中实现。该装置可以在有形地体现在信息载体(例如机器可读存储设备)中的计算机程序产品中实施以供可编程处理器执行；并且可以由执行指令程序的可编程处理器执行方法步骤，以通过对输入数据进行操作并生成输出来执行所描述的实施方式的功能。所描述的特征可以被有利地实施在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上可执行的一个或多个计算机程序中，该至少一个可编程处理器被耦合以从数据存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备接收数据和指令并向数据存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备发送数据和指令。计算机程序是能够直接或间接地在计算机中使用以执行某种活动或带来某种结果的一组指令。计算机程序可以以任何形式的编程语言编写，包括编译语言或解释语言，并且它可以以任何形式部署，包括作为独立程序或作为模块、组件、子例程或其他适合在计算环境中使用的单元。
虽然本公开包含许多具体实施细节，但是这些不应被解释为对任何发明或可以被要求保护的事物的范围的限制，而应被解释特定于特具体发明的具体实施方式的特征的描述。在分开的实施方式的上下文中的本公开中描述的某些特征也可以在单个实施方式中被组合地实施。相反，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以分开地或以任何合适的子组合的形式在多个实施方式中实施。此外，虽然特征可以在上面被描述为以某些组合的形式起作用(甚至最初要求保护的就是那样)，但是在某些情况下可以从组合中切除来自所要求保护的组合的一个或多个特征，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变体。
类似地，虽然在附图中以特定顺序描绘了操作，但是这不应该被理解为要求以所示的特定顺序或按顺序执行这些操作，或执行所有示出的操作，来实现期望的结果。在某些情况下，多任务处理和并行处理可能是有利的。此外，上述实施方式中的各种系统模块和组件的分离不应被理解为在所有实施方式中都需要这种分离，并且应当理解，所述的程序组件和系统通常可以在单个软件产品中集成在一起或打包成多个软件产品。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年6月1日提交的美国临时申请No.62/679,026的较早申请日的权益和优先权，其公开内容被认为是本申请公开内容的一部分并通过引用被并入本文。

Claims (17)

1.一种由通信单元在无线通信系统中发送用于车辆联万物V2X通信的信道分配信息的方法，所述方法包括以下步骤：
确定多个信道中的用于V2X通信的第一信道，所述第一信道由第一频率范围定义；
确定包括与所述第一信道中的信号干扰有关的第一状态信息的状态信息；
确定所述状态信息是否满足至少一个标准；以及
基于所述状态信息满足所述至少一个标准的确定：
确定所述多个信道中的通过其发送信道重新分配信息的第二信道，所述第二信道由第二频率范围定义；
确定与所述第一频率范围和所述第二频率范围不同的并向其重新分配所述第一信道的V2X通信的第三频率范围；
由所述通信单元通过所述第二信道向至少一个车辆发送与用于所述V2X通信的信道分配从所述第一信道改变到所述第三频率范围有关的所述信道重新分配信息；
将所述第一信道分成至少两个信道段；并且
确定所述至少两个信道段中的定义了向其重新分配所述第一信道的V2X通信的所述第三频率范围的第一信道段，
其中，所述第三频率范围是所述第一信道的所述第一频率范围的子集。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定与所述第一频率范围和所述第二频率范围不同的并向其重新分配所述第一信道的V2X通信的所述第三频率范围包括：
监视所述多个信道中的多个候选信道及它们各自的信号干扰比；以及
基于监视所述多个候选信道及它们各自的信号干扰比，确定所述多个候选信道中的具有最小的信号干扰比的第三信道。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定包括与所述第一信道中的信号干扰有关的第一状态信息的所述状态信息包括：
测量由所述通信单元感知的所述第一信道忙碌的第一时间比；以及
确定由所述通信单元之外的至少一个车辆感知的所述第一信道忙碌的第二时间比。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，测量由所述通信单元感知的所述第一信道忙碌的第一时间比包括：
在所述通信单元的收发器处测量所述第一信道中的信号干扰比；以及
确定在所述通信单元的收发器处测量的所述第一信道中的所述信号干扰比超过阈值的第一持续时间。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，确定由所述通信单元之外的至少一个车辆感知的所述第一信道忙碌的第二时间比包括：
由所述通信单元接收与由所述通信单元之外的至少一个车辆测量的所述第一信道中的信号干扰比超过阈值的第二持续时间有关的信息。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，确定由所述通信单元之外的至少一个车辆感知的所述第一信道忙碌的第二时间比包括：
由所述通信单元接收与由距离所述通信单元一跳的第一车辆所感知的或由距离所述通信单元2跳的第二车辆感知的第一信道忙碌的所述第二时间比有关的信息。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述状态信息还包括关于所述通信单元周围的拥塞的第二状态信息，所述第二状态信息与所述第一信道中的干扰源的数量有关。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，关于所述通信单元周围的拥塞的所述第二状态信息包括以下各项中的至少一个：
（i）已由所述通信单元或由所述通信单元之外的至少一个车辆在所述第一信道中发送或接收的消息的数量，
（ii）所述通信单元周围的附近车辆的数量，或者
（iii）已由所述通信单元之外的至少一个车辆检测到的感测信息。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，确定所述状态信息满足所述至少一个标准包括：
针对所述第一状态信息确定所述第一信道中的信号干扰超过阈值干扰；以及
针对所述第二状态信息确定所述通信单元周围的拥塞不超过阈值拥塞。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，由所述通信单元通过所述第二信道向所述至少一个车辆发送所述信道重新分配信息包括：
使用基于IEEE 802.11p的通信协议通过所述第二信道发送所述信道重新分配信息。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述通信单元被配置为实施车辆环境中的无线接入WAVE协议，并且
其中，所述信道重新分配信息被配置为WAVE服务通告WSA消息。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述信道重新分配信息包括信道带宽信息和干扰信息。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二信道包括已被分配用于所述V2X通信的控制信道CCH。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第二信道是已被分配用于所述V2X通信的信道号178。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个信道包括七个信道，每个信道在5.855GHz至5.925GHz的5.9GHz频带中具有10MHz的带宽。
16.一种通信单元，所述通信单元被配置为在无线通信系统中发送用于车辆联万物V2X通信的信道分配信息，所述通信单元包括：
收发器；
至少一个处理器；以及
至少一个计算机存储器，所述至少一个计算机存储器可操作地连接到所述至少一个处理器并且所述至少一个计算机存储器上存储有指令，所述指令在被执行时使所述至少一个处理器执行操作，所述操作包括：
确定多个信道中的用于V2X通信的第一信道，所述第一信道由第一频率范围定义；
确定包括与所述第一信道中的信号干扰有关的第一状态信息的状态信息；
确定所述状态信息是否满足至少一个标准；以及
基于所述状态信息满足所述至少一个标准的确定：
确定所述多个信道中的通过其发送信道重新分配信息的第二信道，所述第二信道由第二频率范围定义；
确定与所述第一频率范围和所述第二频率范围不同的并向其重新分配所述第一信道的V2X通信的第三频率范围；
由所述通信单元通过所述第二信道向至少一个车辆发送与用于所述V2X通信的信道分配从所述第一信道改变到所述第三频率范围有关的所述信道重新分配信息；
将所述第一信道分成至少两个信道段；并且
确定所述至少两个信道段中的定义了向其重新分配所述第一信道的V2X通信的所述第三频率范围的第一信道段，
其中，所述第三频率范围是所述第一信道的所述第一频率范围的子集。
17.至少一个编码有至少一个计算机程序的计算机可读存储介质，所述至少一个计算机程序包括指令，所述指令在被执行时使得通信单元的至少一个处理器执行在无线通信系统中发送用于车辆联万物V2X通信的信道分配信息的操作，所述操作包括：
确定多个信道中的用于V2X通信的第一信道，所述第一信道由第一频率范围定义；
确定包括与所述第一信道中的信号干扰有关的第一状态信息的状态信息；确定所述状态信息是否满足至少一个标准；以及
基于所述状态信息满足所述至少一个标准的确定：
确定所述多个信道中的通过其发送信道重新分配信息的第二信道，所述第二信道由第二频率范围定义；
确定与所述第一频率范围和所述第二频率范围不同的并向其重新分配所述第一信道的V2X通信的第三频率范围；
由所述通信单元通过所述第二信道向至少一个车辆发送与用于所述V2X通信的信道分配从所述第一信道改变到所述第三频率范围有关的所述信道重新分配信息；
将所述第一信道分成至少两个信道段；并且
确定所述至少两个信道段中的定义了向其重新分配所述第一信道的V2X通信的所述第三频率范围的第一信道段，
其中，所述第三频率范围是所述第一信道的所述第一频率范围的子集。
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